论高速铁路控制网的布设和精度要求

■俞建康

（浙江省统一征地事务办公室浙江杭州310007）

论高速铁路控制网的布设和精度要求

■俞建康

（浙江省统一征地事务办公室浙江杭州310007）

随着我国经济的发展，高速铁路建设也取得了很大进展。现在的高铁运行速度，基本上都能达到250—350 km/h。要保持这种旅客列车在这么高时速运行的安全性和舒适性，必须保证铁路轨道的平顺度。保证铁路轨道的平顺度，就需要做好高速铁路控制网的布设。就高速铁路控制网的布设和精度要求，本文作了浅论。

高速铁路控制网布设精度

1 关于线路平顺度

线路平顺度的要求和控制测量的精度有一定的关系，对于线路形状来说，平顺度只是一种局部误差,不能依线路平顺度的要求作为控制测量的精度标准。因为，平顺度对线路位置误差的影响有积累性和扩大的趋势，当实际线路偏离设计位置很远时，线路仍旧可以满足平顺度要求。轨道平顺度包含线路方向和纵向方向两个分量，线路方向的不平顺是指钢轨头内侧与钢轨方向垂直的凸凹不平顺。高速铁路平顺度要求在线路方向每10米弦实测正矢与理论正矢之差为2毫米。

2 控制网的精度平差

保证铁路轨道的平顺度，必须保障铁路施工测量的精准度，要对铁路进行精准测量，合理布设。

现以直线线路讨论短波平顺度对线路位置的影响，当在10米处产生2㎜不平顺度时，线路将出现转折角为（82.5〃），直线B移至B′点。每个不平顺度具有偶然性，因此，由各段不平顺度产生的点位移按偶然误差计算，设AB为150米，则=127㎜。

按长波平顺度要求，从控制测量精度来讲，150米处不大于10㎜，当在150米处产生10㎜不平顺度时，线路将出现转折角为（27.5〃）。设AB为900米，则Mβ=147㎜。虽然如此，如果仅仅控制轨道的平顺度，在达到要求的情况下，轨道的整体线形总是不能保证，要比每20米弦实测正矢与理论正矢之差为2毫米的精度要求高。因此，在客运专线无砟轨道的施工过程当中，仅仅控制轨道的平顺度是不够的，我们还需要建立无砟轨道施工测量控制网来实现轨道的总体线形的正确。

2.1 CPI、CPⅡ布测方法

CPI沿线路走向，每4千米一个或一对点，按铁路B级GPS测量要求施测。基线边方向中误差不大于1.3〃，最弱边相对中误差1/170000。CPⅡ在CPI的基础上采用GPS测量或导线测量方法施测。点间距离800～1000米。GPS测量按铁路C级要求施测。基线边方向中误差不大于1.7〃，最弱边相对中误差1/100000；导线测量等级为四等，测角中误差2.5〃，相对闭合差1/40000。

2.2 CPⅢ控制点的布测方法

（1）CPⅢ控制点的元器件：采用工厂精加工元器件用不易生锈及腐蚀的金属材料制作，CPⅢ控制点标志重复安置精度应达0.3㎜。

（2）CPⅢ控制点的布设。首先，CPⅢ控制点距离布置一般为60 m左右，且不应大于80 m，CPⅢ控制点布设高度应与轨道面高度保持一致的高度间距。其次，CPⅢ控制点的定位精度要求控制点可重复性测量精度。

2.3 CPⅢ控制点的测量

当采用全站仪时必须满足如下精确度要求：角度测量精确度：≤1〃距离测量精确度：1㎜+2ppm使用带目标自动搜索及测量的自动化全站仪。每台仪器应至少配13套棱镜，使用前应对棱镜进行检测。

具体到测量时，CPⅢ控制网采用自由设站交会网（《客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定》称为“后方交会网”）的方法测量，自由测站的测量，从每个自由测站，将以2 x 3个CPⅢ-点为测量目标，每次测量应保证每个点测量3次。CPⅢ控制点→向CPⅢ点进行的测量（方向、角度和距离）←→CPⅢ控制点距离为60m左右，且不应大于80m，观测CPⅢ点允许的最远的目标距离为120m左右，最大不超过180m。每次测量开始前在全站仪初始行中输入起始点信息并填写自由测站记录表，每一站测量3组完整的测回。应记录于每个测站的：T温度、气压以及CPI、CPⅡ-点上的目标点的棱镜高测量，并将温度、气压改正输入每个测站上。对于线路有长短链时，应注意区分重复里程及标记的编号。

再次，水平角测量的精度应按如下要求进行：第一，测量水平方向：测回；第二，测量测站至CPⅢ标记点间的距离：测回。第三，方向观测各项限差根据《精密工程测量规范》（GB/T 15314-1994）的要求，观测最后结果按等权进行测站平差。第四，每个点应观测3个全测回。第五，距离的观测应与水平角观测同步进行，并由全站仪自动进行。

最后，平面测量可以根据测量需要分段测量，其测量范围内的CPⅡ点应联测。

3 精密高程测量

3.1 方案

测量线路水准基点埋设在线路附近稳定且不易被破坏的地方，一般要求埋设在桥墩底部，且作业后确保无运梁车通过。

测量线路水准基点的编号按以下原则编排：BM-X-XX，X代表标段号，XX为标段内按里程增大方向的顺序编号，点号标志字号应采用统一规格字模，字高为6cm的正楷字体刻绘，并用白色油漆抹底，黑色油漆喷写编号，点号铭牌白色抹底规格为40cm×30cm。

测量线路水准基点的埋设要求同精测网中的水准点埋点要求。水准点测量应采用不低于DS1的水准仪，须经过检定，并处于检定有效期内。

水准测量的仪器及水准尺类型应按测量等级的要求选择，宜优先采用相应等级的数字水准仪及其自动记录功能采集数据，观测数据采用仪器内置储存器记录，并转换成电子手簿。

3.2 技术要求

二等水准线路跨越特大河流时，应按现行《国家一、二等水准测客运专线精密控制网测量量规范》中关于跨河水准测量有关规定执行。

3.3 数据处理

（1）高程控制网测量按照《高速铁路工程测量规范》TB10601-2009二等水准标准施测，以联测的原线路水准基点为起算点，进行整体严密平差计算，采用专业平差软件平差。高程成果保留到0.1mm。

（2）水准测量作业结束后，每条水准路线应按测段往返测高差不符值计算偶然中误差；当水准网的环数超过20个时，还应按环线闭合差计算Mw。

U238[文献码]B

1000-405X（2016）-6-464-1